建筑能源应用技术考核论文农村被动式供暖太阳房技术

1、建筑能源应用技术考核论文农村被动式太阳房技术 姓名：宗均恺 班级：建环13K2学号：1097739382农村被动式太阳房技术（Technology for passive solar houses in the countryside） 作者：宗均恺摘要：我国绝大部分地区四季分明,在城市,冬夏两季需要借助不同种类的能源来采暖或降温。但对广大农村和小城镇来说,也像大城市那样夏用空调冬使暖气是不现实的。而太阳能则是广大农村和小城镇可资利用的最好能源,太阳能热水器、日光温室已经在人们的生活、生产中发挥了极为重要的作用。太阳房是太阳能在建筑上的一项应用技术,利用太阳能采暖事实上就是一种集中供热,而且是

2、最大范围的集中供热,这种集中供热还不需要任何管线,也无任何污染。（The four seasons in most of our country in the city, winter and summer need to use different kinds of energy to heating or cooling. But for the countryside and small towns, summer like big cities also use air conditioning in winter heating is not realistic. The solar

3、 energy is the best energy to the countryside and small towns available, solar water heater, solar greenhouse has in people's lives, production has played a very important role. The sun room is solar energy on building an application technology, use of solar energy heating is in fact a kind of c

4、entral heating, and it is the largest central heating, this don't need any central heating pipeline, also do not have any pollution.）关键词：被动（passive）、太阳房（The sun room）、采暖（The heating）、能耗（The energy consumption）、材料（material）农村（rural）、节能（Energy saving）正文：我国绝大部分地区四季分明,在城市,冬夏两季需要借助不同种类的能源来采暖或降温。但对广大农

5、村和小城镇来说,也像大城市那样夏用空调冬使暖气是不现实的。而太阳能则是广大农村和小城镇可资利用的最好能源,太阳能热水器、日光温室已经在人们的生活、生产中发挥了极为重要的作用。太阳房是太阳能在建筑上的一项应用技术,利用太阳能采暖事实上就是一种集中供热,而且是最大范围的集中供热,这种集中供热还不需要任何管线,也无任何污染。一、太阳房的定义太阳房是利用太阳能采暖和降温的房子。是一种既可取暖发电，又可去湿降温、通风换气的节能环保住宅。最简便的一种太阳房叫被动式太阳房，建造容易，不需要安装特殊的动力设备。“太阳房”一词起源于美国。人们看到用玻璃建造的房子内阳光充足，温暖如春，便形象地称为太阳房。太阳房是

6、直接利用太阳辐射能的重要方面，把房屋看作一个集热器，通过建筑设计把高效隔热材料、透光材料、储能材料等有机地集成在一起，使房屋尽可能多地吸收并保存太阳能，达到房屋采暖目的。太阳房概念与建筑结合形成了“太阳能建筑”技术领域，成为太阳能界和建筑界共同关心的热点。太阳房可以节约75%90%的能耗，并具有良好的环境效益和经济效益，成为各国太阳能利用技术的重要方面。在太阳房技术和应用方面欧洲处于领先地位，特别是在玻璃涂层、窗技术、透明隔热材料等方面居世界领先地位。日本已利用这种技术建成了上万套太阳房，节能幼儿园、节能办公室、节能医院也在大力推广，中国也正在推广综合利用太阳能，使建筑物完全不依赖常规能源的节

7、能环保性住宅。在不久的将来，太阳房将造福越来越多的人。虽然我国在这方面发展的还较为缓慢，但是有非常大的前景。我国幅员辽阔，太阳能资源广泛，且我国建筑能耗巨大，太阳房具有十分广阔的市场。城市有比较完整的供热供暖系统，而农村受经济发展限制不能发展完整的系统，太阳房就应运而生，很好的解决的许多问题。且太阳能具有广泛性、安全性、巨大性，很好的利用太阳能符合“节能、发展、能源、环境”等世界主题。二、研究背景建筑节能是未来世界建筑发展的一个基本趋向，也是当代建筑科学技术的一个新的生长点，太阳能是建筑上很具有利用潜力的新能源,于是太阳房这种节能环保住宅应运而生。太阳能是一种平等给予和可自由利用的洁净能源，如

8、何开发利用太阳能造福于人类是世界性一大课题。太阳房建筑节能是未来世界建筑发展的一个基本趋向，也是当代建筑科学技术的一个新的生长点，太阳能是建筑上很具有利用潜力的新能源，于是太阳房这种节能环保住宅应运而生。太阳能是一种平等给予和可自由利用的洁净能源，如何开发利用太阳能造福于人类是世界性一大课题。至于太阳能利用中的经济性问题，还必须考虑下列两种因素：第一，世界上越来越多的国家认识到一个能够持续发展的社会应该是一个既能满足社会需要，而又不危及后代人前途的社会。因此，尽可能多地用洁净能源代替高含碳量的矿物能源，是能源建设应该遵循的原则。随着能源形式的变化，常规能源的贮量日益下降，其价格必然上涨，而控制

9、环境污染也必须增大投资。而太阳房的开发能够有效的缓解能源压力。第二，中国是世界上最大的煤炭生产国和消费国，煤炭约占商品能源消费结构的76%，已成为中国大气污染的主要来源。大力开发新能源和可再生能源的利用技术将成为减少环境污染的重要措施。能源问题是世界性的，向新能源过渡的时期迟早要到来。从长远看，太阳能利用技术和装置的大量应用，也必然可以制约矿物能源价格的上涨。自古以来，人类的祖先在修建房屋时，就知道利用太阳的光和热，中国传统的民房大多数都是最原始、最简单的太阳房。但这仅仅是感性的、自发的，处于比较低级的阶段。现代技术上的太阳房屋通常要在建筑物上装设一套集热、蓄热的装置，有意识地利用太阳能。随着

10、农村经济的发展，农村能源的紧缺矛盾十分突出，因此，加快广大农村中推广既节约能源，又经济舒适的太阳房已势在必行。三、原理分析太阳房采暖主要利用南坡屋面的铁板吸收太阳能，加热从屋外引进的冷空气，当通过屋项最高处的玻璃板时，空气温度被大幅度抬升，将通气层内的热空气吸过来聚集到热气通道里，然后通过控制箱送到地板下面贮存起来，并从靠墙的地板风口流出来，太阳下山后，风扇会自动停止转动，控制箱内的风门会自动关闭，避免室外的冷空气流入室内，贮存在地板下的热量也慢慢释放出来，使室温下降速度减慢，使房屋尽可能多地吸收并保存太阳能，从而达到取暖的效果。从理论上讲，温度高的物体都会向温度低的物体或空间辐射热。夏天的夜

11、晚，室外的气温一般在25-30，而晴朗的高空温度则只有-60-40，屋顶的铁板不断向高空辐射热量，一般情况下，比外界气温低24，这时采取与冬季取暖相同的方式引进室外空气屋顶通气层内的空气被铁板降温，流入屋内。除了利用冷辐射原理降温外，这种太阳房还在地下1.5米深处铺设塑料管道，将地下的凉气以每秒一立方米的流量送入室内，从而达到取凉的目的。太阳房的屋面由吸热铁板、太阳能电池板、集热空气层、集热气通道和隔热层组成，无须任何大型机器，完全靠巧妙的建筑构造来利用太阳能。利用这种技术建成的太阳房虽然比普通住宅多投资十分之一，但节能效率高达33%，而且利用屋顶装有的太阳能电池板完全可以满足一个普通家庭的用

12、电，还可以将剩余电能并入电网，最大限度节约了能源。四、被动式太阳房的特点被动式太阳房是一种经济、有效地利用太阳能采暖的建筑，是太阳能热利用的一个重要领域，具有重要的经济效益和社会效益。它的推广有利于节约常规能源、保护自然环境、减少污染，使人与自然环境得到和谐的发展。被动式太阳房主要根据当地气候条件，把房屋建造得尽量利用太阳的直接辐射能，它不需要安装复杂的太阳能集热器。更不用循环动力设备，完全依靠建筑结构造成的吸热、隔热、保温、通风等特性，来达到冬暖夏凉的目的。因此，相对而言，被动靠天，亦即人为的主动调节性差。在冬季遇上连续坏天气时，可能要采用一些辅助能源补助。正常情况下，早、中、晚室内气温差别

13、也很大。但是，对于要求不高的用户，特别是原无采暖条件的农村地区，由于它简易可行，造价不高，人们仍然欢迎。被动式太阳房的类型种类很多，如果从利用太阳能的方式来划分，大致有如下几种类型：（1）直接受益式，这是让太阳光通过透光材料直接进入室内的采暖形式，是太阳能采暖中和普通房差别最小的一种。冬天阳光通过较大面积的南向玻璃窗，直接照射到室内的地面、墙壁和家具上面，使其吸收大部分热量，因而温度升高，少部分阳光被反射到室内的其他面（包括窗），再次进行阳光的吸收、反射作用（或通过窗户透出室外）。被围护结构内表面吸收的太阳能，一部分以辐射和对流的方式在室内空间传递，一部分导入蓄热体内，然后逐渐释放出热量，使房

14、间在晚上和阴天也能保持一定的温度。（2）集热墙式，这种太阳房主要是利用南向垂直集热墙，吸收穿过玻璃采光面的阳光，然后通过传导、辐射及对流，把热量送到室内。墙的外表面一般被涂成黑色或某种暗色，以便有效地吸收阳光。（3）附加阳光间式，这种太阳房是直接受益式和集热墙式的混合产物。其基本结构是将阳光间附建在房子南侧，中间用一堵墙（带门、窗或通风孔）把房子与阳光间隔开。实际上在一天的所有时间里，附加阳光间内的温度都比室外温度高，因此，阳光间既可以供给房间以太阳热能，又可以作为一个缓冲区，减少房间的热损失，使建筑物与阳光间相邻的部分获得一个温和的环境。由于阳光间直接得到太阳的照射和加热，所以它本身就起着直

15、接受益系统的作用。白天当阳光间内空气温度大于相邻的房间温度时，开门（或窗或墙上的通风孔）将阳光间的热量通过对流传入相邻的房间，其余时间关闭。把由两个或两个以上被动式基本类型组合而成的系统称为组合式系统。不同的采暖方式结合使用，就可以形成互为补充的、更为有效的被动式太阳能采暖系统。直接受益窗和集热墙两种形式结合而成的组合式太阳房，可同时具有白天自然照明和全天太阳能供热比较均匀的优点。五、设计要领1）太阳房的设计要因地制宜，遵循适用、坚固、经济，并应注意建筑造型美观大方的原则。太阳房的平面布置应符合节能和充分利用太阳能的要求，建筑造型与周围建筑群体相协调，同时必须兼顾建筑形式、使用功能和太阳能采暖

16、方式三者之间的相互关系。（2）在选择太阳房的建造位置时，要避免周围地形、地物（包括附近建筑物）对建筑南向及其东、西15朝向范围内在冬季的遮阳。建筑间距要求在当地冬至日中午12点时，太阳房南面遮挡物的阴影不得投射到太阳房的窗户上。另外，还应避开附近污染源对集热部件透光面的污染，避免将太阳房设在附近污染源的下风向。（3）太阳房平面布置及其集热面应朝正南。因周围地形的限制和使用习惯，允许偏离正南向±15以内，校舍、办公用户等以白天使用为主的建筑一般只允许南偏东15°以内。为兼顾冬季采暖和防止夏季过热，集热面的倾角以90°为佳。（4）避免建筑物本身突出物（挑檐、突出外墙外

17、表面的立柱等）在最冷的1月份对集热面的遮挡。对设在夏热地区的太阳房还要兼顾夏季的遮阳要求，尽量减少夏季太阳光射入房内，有关遮阳的详细计算可见参考文献。（5）在建筑平面的内部组合上，要根据不同房间对温度的不同要求合理布局，对主要居室或办公室应尽量朝南布置，并尽量避开边跨；对没有严格温度要求的房间、过道，如贮藏室、楼梯间等可以布置在北面或边跨；对寒冷地区有上下水道的房间；如厕所、浴室等要验算水管在冬季的防冻问题。南北房间之间的隔墙，应区别情况核算保温性能。对建筑的主要入口，从科季防风考虑，一般应设置门斗。在有条件时，对主要居室应尽可能地设置通过辅助房间的次要入口，以便冬季使用。（6）在集热方式和集热部件的选择上要考虑房间使用特点。对主要使用时间在晚上的房间，要优先选用蓄热性能较好的集热系统，以使晚间有较高的室温；对主要使用时间在白天的房间，要优先选用能使房间在白天有较高室温，上午升温较快，并使室温波动不超过什么范围的集热系统。另外，要注意设计或选用便于清扫集热面以及维护管理方便的集热部件。（7）室温要求。对综合气象因素SDM>20地区的太阳房，标准要求在冬季采暖期间，主要居室在无辅助热源的条件下，室内平均温度达到12；室温日波动范围不得大于10。夏季室内温度不得高于当地普通房屋。（8）保证太阳房内有必要的新鲜空气量。对室内人员密集的学校、办公室等类型的太阳房，或建设在高海拔地区